Download Report

Mätsystem för operativ
temperatur - test av
hemtillverkade globtermometrar
Ram Shiltagh
Avdelningen för installationsteknik
Institutionen för bygg- och miljöteknologi
Lunds tekniska högskola
Lunds universitet, 2015
Rapport TVIT--15/5054
ISRN LUTVDG/TVIT--15/5054--SE(48)
Lunds Universitet
Lunds Universitet, med åtta fakulteter samt ett antal forskningscentra och specialhögskolor, är
Skandinaviens största enhet för forskning och högre utbildning. Huvuddelen av universitetet ligger
i Lund, som har 112 000 invånare. En del forsknings- och utbildningsinstitutioner är dock belägna i
Malmö, Helsingborg och Ljungbyhed. Lunds Universitet grundades 1666 och har idag totalt 6 800
anställdaoch47000studerandesomdeltariett280utbildningsprogramochca2200friståendekurser.
Avdelningen för installationsteknik
Avdelningen för Installationsteknik tillhör institutionen för Bygg- och miljöteknologi på Lunds
Tekniska Högskola, som utgör den tekniska fakulteten vid Lunds Universitet. Installationsteknik
omfattar installationernas funktion vid påverkan av människor, verksamhet, byggnad och klimat.
Forskningen har en systemanalytisk och metodutvecklande inriktning med syfte att utforma
energieffektiva och funktionssäkra installationssystem och byggnader som ger bra inneklimat.
Nuvarande forskning innefattar bl a utveckling av metoder för utveckling av beräkningsmetoder
för godtyckliga flödessystem, konvertering av direktelvärmda hus till alternativa värmesystem,
vädring och ventilation i skolor, system för brandsäkerhet, alternativa sätt att förhindra rökspridning vid brand, installationernas belastning på yttre miljön, att betrakta byggnad och
installationer som ett byggnadstekniskt system, analysera och beräkna inneklimatet i olika typer
av byggnader, effekter av brukarnas beteende för energianvändning, reglering av golvvärmesystem,
bestämning av luftflöden i byggnader med hjälp av spårgasmetod.Vi utvecklar även användbara projekteringsverktygförenergiochinomhusklimat,systemförindividuellenergimätningiflerbostadshus
samt olika analysverktyg för optimering av ventilationsanläggningar hos industrin.
Mätsystem för operativ
temperatur - test av
hemtillverkade globtermometrar
Ram Shiltagh
© Ram Shiltagh
ISRN LUTVDG/TVIT--15/5054--SE(48)
Avdelningen för installationsteknik
Institutionen för bygg- och miljöteknologi
Lunds tekniska högskola
Lunds universitet
Box 118 22100 LUND
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Förord
Denna rapport är en del av ett examensarbete som har utförts på Avdelningen för
Installationsteknik vid Lunds Tekniska Högskola.
Jag skulle vilja tacka min handledare universitetslektor Birgitta Nordquist,
universitetsadjunkt Mats Dahlblom och doktorand Ann-Marie Ejlertsson för deras
värdefulla hjälp, kommenterar och stöttning genom arbetsgången. Jag vill även tacka
avdelningen för installationsteknik för köpet av utrustning från Swema och för
tillhandahållandet av tillverkningsmaterial och mätinstrument från Hobo vilket gjorde det
möjligt för mig att utföra mitt examensarbete.
Lund 2015-05-19
Ram Shiltagh
3
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
4
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Abstract
The thermal climate experience is most affected by air temperature that is easy to measure with a standard thermometer, but to find out how the temperature in a room is felt it
is not enough to merely examine the air temperature. Even if the air temperature is at a
comfortable level, then a cold surface near get the person to feel that it is chilly in the
room and correspondingly the hot surfaces or solar radiation make the person feel warm
even though the thermometer shows an acceptable level.
Therefore, one must also take into account the surrounding surfaces’ radiant heat and
common method to measure the radiation contribution to climate measurement is to use
the globe thermometer. The instrument is simple and practically valuable to get a physiologically adequate measure of the combined effect of air temperature and radiant heat,
which is called the globe temperature. Globe thermometer is designed as a black air filled
black painted globe sphere with a thermocouple in the centre.
Air movement can affect the human perception of temperature and time is measured using an air speedometer.
With the air temperature, globe temperature and air velocity one can calculate the average radiation temperature. The operative temperature in a room is a combination of air
temperature and average radiation temperature at a specific point, and it can be counted
with three different calculation methods.
In this study, a globe thermometer with an air velocity- and air temperature thermometer
from Swema will be used for measuring the operative temperature. Furthermore seven
homemade globe thermometers with external sensors that measure air velocity and air
temperature will be used for the same purpose. At the same time a check will be performed on the operating temperature to see if it meets the recommended comfort requirements in climate.
The saturation was conducted on three different occasions twice in an office room both
winter and summer, moreover in a classroom during the summer.
By comparing the results of the globe temperature and operative temperature of the seven homemade globes the latter yielded acceptable results which were close to what Swema’s advanced equipment provided.
5
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
6
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Sammanfattning
Den termiska klimatupplevelsen påverkas mest av lufttemperaturen som är enkel att mäta
med en vanlig termometer, men för att ta reda på hur temperaturen i ett rum upplevs
räcker det inte med att enbart undersöka lufttemperaturen. Även om lufttemperaturen
ligger på en komfortabel nivå så kan en kall yta i närheten få personen att känna att det är
kyligt i rummet och på motsvarande sätt kan varma ytor eller solinstrålning få personen att
känna sig varm trots att termometern visar en acceptabel nivå.
Hänsyn måste därför tas även till de omgivande ytornas strålningsvärme och en vanlig
metod för att mäta strålningsbidraget vid klimatmätning är att använda globtermometern.
En globtermometer är ett enkelt och praktiskt värdefullt instrumentet för att få ett
fysiologiskt tillräckligt mått på den kombinerade effekten av lufttemperatur och
strålningsvärme, vilket kallas för globtemperaturen. Globtermometern är konstruerad som
är ett luftfyllt svartmålat klot med ett termoelement i mitten.
Luftrörelsen kan påverka människans upplevelse av temperaturen och då mäts den med
hjälp av en lufthastighetsmätare. Med lufttemperaturen, globtemperaturen och
lufthastigheten kan man räkna ut medelstrålningstemperaturen. Den operativa
temperaturen i ett rum är en kombination av lufttemperaturen och
medelstrålningstemperaturen i en specifik punkt. Den operativa temperaturen kan räknas
med tre olika beräkningsmetoder.
I denna studie kommer en globtermometer med en lufthastighet- och en
lufttemperaturmätare från Swema att användas för att mäta den operativa temperaturen.
Dessutom kommer sju hemtillverkade globtermometrar med externgivare som mäter
lufttemperaturen att användas för samma ändamål. Samtidigt utfördes en kontroll om den
operativa temperaturen uppfyller det rekommenderade komfortkravet för inomhusklimat.
Mättningen utfördes vid tre olika tillfällen, två gånger i ett kontorsrum båda på vintern och
på sommaren samt en mätning i ett klassrum på sommaren.
Vid jämförelse av resultatet av den operativa temperaturen som är beräknad från de sju
hemtillverkade globerna, gav de ett acceptabelt resultat som låg nära resultaten som
Swema’s avancerade utrustning gav. Skillnaden mellan de beräknade operativa
temperaturerna var på tiondels decimalnivå.
7
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
8
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Innehållsförteckning
Förord ................................................................................................................ 3
Abstract ............................................................................................................. 5
Sammanfattning ................................................................................................ 7
Innehållsförteckning .......................................................................................... 9
1
Inledning .................................................................................................. 11
1.1 Bakgrund
11
1.2 Syfte
12
1.3 Metod och genomförande
12
1.4 Definition av Operativ temperatur
13
1.4.1 Metod 1
13
1.4.2 Metod 2
13
1.4.3 Metod 3
13
2
Genomförande av mätningar .................................................................. 15
2.1 Mätinstrument
15
2.2 Mätfall
17
2.3 Mätning i ett kontorsrum utan personbelastning
17
2.3.1 Placering av mätinstrumenten
17
2.3.2 Mätprotokoll
18
2.3.3 Beräkning av den operativa temperaturen
19
2.3.4 Resultat
20
2.3.5 Diskussion
23
2.4 Mätning i ett kontorsrum med en personbelastning
24
2.4.1 Mätprotokoll
25
2.4.2 Resultat
26
2.4.3 Diskussion
30
2.5 Mätning i ett klassrum med personbelastning
31
2.5.1 Mätprotokoll
31
2.5.2 Resultat
32
2.5.3 Diskussion
36
3
Slutlig diskussion och slutsats ................................................................. 37
Referenser ....................................................................................................... 39
Bilaga 1 ............................................................................................................ 41
Krav och rekommendationer på termiskt inneklimat
41
Bilaga 2 ............................................................................................................ 45
Standarder och rekommendationer vid mätning av inneklimat
45
9
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
10
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
1 Inledning
1.1 Bakgrund
Människans upplevelse av temperaturen är komplicerad och är beroende av flera faktorer
som påverkar den. För att kunna bedöma och få en uppfattning om det termiska
inomhusklimatet i en bostad eller i lokaler så räcker det inte med att bara känna till
lufttemperaturen utan man måste även känna till strålningstemperaturen på ytorna runt
omkring, dvs. vid golv, väggar, tak, fönster och även från människor och apparater vilka
alstrar värme samt inverkan av luftrörelser.
Den samlade inverkan med hänsyn till lufttemperatur och medelstrålningstemperatur från
omgivande ytor benämns operativ temperatur. Tas även hänsyn lufthastigheten används
benämningen ekvivalent temperatur.
Man har kommit fram till att den bästa strategin för att ta reda på temperaturkomforten
för personer i en lokal är att bestämma den operativa temperaturen med hjälp av
mätningar.
Skillnaden mellan den operativa temperaturen och lufttemperaturen är vanligen mindre än
1 °C och sällan mer än 2 °C i bostadsutrymmen vilket gör att lufttemperaturen i vissa fall
kan vara ett tillräckligt bra mått. Om det är kallare utomhus än inomhus är normalt den
operativa temperaturen inomhus lägre än den temperatur en mätning av enbart
lufttemperaturen ger. Den operativa temperaturen kan ibland vara 2-3 °C lägre än
lufttemperaturen, eftersom strålningsförlusterna till omgivande ytor, såsom köldbryggor,
dåligt uppvärmda golv eller väggar i dåligt isolerade byggnader och dåligt isolerade fönster
kan vara betydande. Även motsatsen kan ske, dvs. den operativa temperaturen kan bli
högre än lufttemperaturen på grund av en varm källa som strålningsvärme höjer den.
Operativ temperatur kan mätas med hjälp av bland annat globtermometer,
kubtermometer, ellipstermometer och svart metallklot (Gavhed et al 2006, Socialstyrelsen
2005).
Globtermometern är den vanligaste metoden för att mäta strålningstillskottet. Den är
enkel och praktisk och ger ett bra fysiologiskt mått på den kombinerande effekten av
strålningsvärme och lufttemperatur. Den består av en termometer som är insatt i ett
luftfyllt svartmålat klot. Instrumenten ger globtemperaturen som närmast motsvarar den
operativa temperaturen. Globtermometern behöver ca 25 minuter för att anpassa sig till
omgivningen (Socialstyrelsen 2005).
Kubtermometern består av en liten polystyrenkub som på varje sida har en tunn
svartmålad kopparfolie. Kuben mäter värmeutbytet mellan kubens ytor och motstående
ytor i de sex olika riktningarna (Socialstyrelsen 2005).
Ellipstermometern har en skepnad som utformats så att den motsvarar människokroppens
proportioner och ger ett noggrannare resultat än globtermometern (Socialstyrelsen 2005).
Oavsett vilket av dessa instrument som används kan mätningar inte göras momentant utan
måste göras under en längre tider, t.ex. veckovis under olika årstider. Ska mätningarna
11
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
omfatta ett större antal lokaler i en byggnad eller ett större antal lägenheter i ett
bostadshus blir instrumenteringen mycket kostsam.
Vid problem och klagomål gällande temperaturer i bostäder är Folkhälsomyndighetens
allmänna råd att utredningen ska genomföras i två steg. Först görs indikerande mätningar
och om den indikerande mätningen över- eller understiger riktvärdena, om drag påvisas
eller även vid för höga temperaturer bör en utförlig mätning göras (FoHMFS 2014). Vilka
dessa riktvärden är redovisas i Bilaga 2,Tabell 1 och Tabell 2. Syftet med strategins två steg
är att förenkla utredningen och inte omedelbart vid klagomål från de boende utföra
onödiga kostsamma mätningar.
Att ha tillgång till enklare och framförallt billigare mätinstrument skulle vara värdefullt i
nämnda sammanhang. Hemmabyggda globtermometrar skulle kunna vara en sådan typ av
instrument, förutsatt att de ger en tillfredsställande mätnoggrannhet. I skriften
”Temperatur inomhus” (Socialstyrelsen 2005) tipsas att ”Ett enkelt sätt att indikera den
operativa temperaturen är att förse givaren på en lufttermometer med ett svartmålat
ihåligt metallklot”, vilket är just vad som har testats i detta examensarbete, med avvikelsen
att klotet var ett svartmålat plastklot.
Om mätningarna ger försumbara skillnader så kan hemmabyggda enklare och billigare
globtermometrar användas parallellt med globtermometern från SWEMA, vilket skulle
innebära att omfattningen av mätningar i fallstudier, t.ex. av rumstemperaturer i
lägenheter, kan bli avsevärt större.
1.2 Syfte
Huvudsyftet med detta projektarbete är att testa mätnoggrannheten för hemmabyggda
globtermometrar och se hur bra och pålitliga de är i jämförelse med en globtermometer
från SWEMA vid olika klimat förhållande och utrymmen.
Dessutom jämförs de tre olika beräkningsmetoderna för den operativa temperaturen med
varandra och hur mycket de skiljer sig från varandra.
1.3 Metod och genomförande
I detta examensarbete har den operativa temperaturen beräknats baserat på mätningar
med sju hemtillverkade globtermometrar och en mer avancerad globtermometer från
SWEMA. Den operativa temperaturen har beräknats på 3 olika sätt.
Mätningarna utfördes vid tre mätningstillfällen, där globtermometrarna har placerades på
olika plats och höjder i rummet, dels i en kontorslokal dels i en lektionssal, såväl med
personer som utan personer, och vid olika klimat förhållande dvs. under vinter och
sommar.
Resultaten från de sju hemtillverkade globtermometrarna och den mer avancerade
globtermometern presenteras i olika diagram för att jämföras och studera hur mycket de
skiljer sig från varandra.
12
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
1.4 Definition av Operativ temperatur
Operativ temperatur är en kombination av medelstrålningstemperatur och lufttemperatur.
Förhållandet mellan medelstrålningstemperaturen och lufttemperaturen när man beräknar
operativ temperatur varierar också beroende på vad det är för lufthastighet.
Temperaturen som mäts med den svarta globen är helt enkelt något som kallas "Svart
globtemperatur". Svart glob temperatur är inte direkt det samma som
medelstrålningstemperatur. Medelstrålningstemperaturen kan beräknas utifrån uppmätt
svart glob temperatur, lufttemperatur och lufthastighet (drag), sambandet som används
för beräkningen är (SIS 2002):
[(
)
(
)]
(ekv 1)
Medelstrålningstemperaturen, °C
Temperaturen på den svarta globen, °C
Lufttemperaturen, °C
Lufthastigheten, m/s
När medelstrålningstemperaturen är beräknad kan den operativa temperaturen OT
beräknas enligt tre metoder som beskrivs nedan.
1.4.1 Metod 1
I normalfallet beräknas operativ temperatur med följande ekvation (SIS 2002):
√
√
(ekv 2)
1.4.2 Metod 2
I sin enklaste form kan operativ temperatur beskrivas som ett medelvärde av
medelstrålningstemperatur och lufttemperatur. Detta gäller bara om lufthastigheten är
mindre än 0,2 m/s och temperaturskillnaden mellan medelstrålningstemperaturen och
lufttemperaturen är mindre än 4°C.
Med antagande om relativ lufthastighet <0.2 m/s kan den operativa temperaturen, OT,
enligt SIS (2002) beräknas enligt ekvation 3, här benämnd metod 2
(ekv 3)
1.4.3 Metod 3
Enda gången som svart globtemperatur och strålningstemperaturen blir det samma är om
det inte finns någon som helst luftrörelse, dvs. för va = 0 m/s i ekv 1 blir tr = tg.
Resultatet blir att den operativa temperaturen är det samma som globtemperaturen. Om
lufthastigheten är väldigt låg och temperaturskillnaden mellan globtemperatur och
lufttemperatur är väldigt liten så motsvarar globtemperaturen i det närmaste den
13
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
operativa temperaturen. Att det är absolut ingen luftrörelse i ett rum är inte så troligt så
detta är en ganska kraftig förenkling.
Med dessa förutsättningar och (ekv 1) erhålls:
(ekv 4)
14
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
2 Genomförande av mätningar
I detta kapitel beskrivs utrustningens byggnadsdelar för Swema’s och de sju hemgjorda
globtermometrarna, de tre olika mätningstillfällena, placeringen av instrumenten i de
aktuella rummen, de tre olika beräkningsmetoderna av den operativa temperaturen och
jämförelse av resultatet med grafer.
2.1 Mätinstrument
Instrumenteringen har bestått av åtta globtermometrar som använts vid mätningarna i de
olika mätfallen. Sju av globtermometrarna är likadana och hemmabyggda. En hemmabyggd
globtermometer består av ett svartmålat plastklot med ett mätinstrument bestående av en
extern temperaturgivare ansluten till en Hobo datalogger av typen U12. Globtermometern
mäter både luft- och strålningstemperatur och loggern kan lagra upp till 43 000 mätningar
och kombinerande händelser.
En datalogger kräver en USB för att ansluta till datorn där mätresultat registreras.
Mätningar vid temperaturer under 0°C och över 50°C ska undvikas. Loggern har
noggrannhet vid mätning av lufttemperatur på ± 0,35°C vid 0°C till 50°C, se figur 2.1.
Loggning av mätvärden från sensorn, i det här fallet temperatur, kan registreras med
intervall från 1 sekund till 18 timmar. Varje logger har ett unikt nummer när den kopplas
till datorn.
Figur 2.1
HOBO U12 är en datalogger med 2 externa ingångar. Diagrammet visar
mätnoggrannhet för den interna temperatursensorn.
Varje logger har två kanaler, 3 och 4, vilka används för mätning av lufttemperatur, där
kanal 3 har kalibrerats för en extern temperatursensor med noggrannhet ± 0,25°C i
området 0 – 50°C, se figur 2.2 (Onset Computer Corporation 2009).
15
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Figur 2.2
Extern temperatursensor TMC x-HD för anslutning till HOBO U12. Diagrammet
visar sensorns mätnoggrannhet.
Temperatursensorn består av en kabel med två ändar (Onset Computer Corporation 2013).
Den ena kopplas till loggern och den andra änden förs igenom ett rör som kopplas fast till
det svartfärgade plastklotet, som har radien 98 mm. Klotet har färgats svart för bättre
absorbering av strålning.
Änden som förs in i globen består av en metallstav med längden 32 mm. Temperatursensorn som är placerad ytterst på staven känner temperaturen och resten av staven leder
värme. Staven ska placeras så att fjärdedelspunkten hamnar i globens mittpunkt, se figur
2.3.
Figur 2.3
Princip för anslutning av extern temperatursensor till loggar och till glob.
Det åttonde mätinstrumentet, som kommer från Swema, figur 2.4, är mer avancerat och
har större mätnoggrannhet. Instrumentet består av en globtermometer och en
lufthastighets- och lufttemperaturmätare. Den svarta globen har en diameter på 160 mm,
dvs. något större än de hemmabyggda.
Figur 2.4
16
Globtermometer, lufthastighetsmätare och lufttemperaturmätare från SWEMA.
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
2.2 Mätfall
I tabell 2.1 redovisas de olika mätfallen. Höjderna har valts för att överensstämma med de
höjder som används i den internationella standarden, EN ISO 7726, dvs ankelhöjd för
stående och sittande person (0,1 m), huvudhöjd för stående (1,7 m), huvudhöjd för
sittande person (1,1 m) samt abdomenhöjd för stående (1,1 m) och för sittande person
(0,6 m).
Tabell 2.1 Mätfall.
Höjd
Ankelhöjd
Abdomenhöjd för
sittande person
Huvudhöjd för en
sittande person
samt abdomenhöjd
för stående person
Huvudhöjd för
stående person
0,1 m
0,6 m
1,1 m
1,7 m
Positionen i lokalen
1 meter framför fönstret
Centralt mitt i rummet
Aktivitet
Med personbelastning
Utan personbelastning
Årstid
Sommar
Vinter
Typ av rum
Ett kontorsrum
Ett klassrum
2.3 Mätning i ett kontorsrum utan personbelastning
2.3.1 Placering av mätinstrumenten
De sju egentillverkade globtermometrarna och Swema’s globtermometer, tillsammans
med en lufthastighets- och lufttemperaturmätare, placerades bredvid varandra, där
globernas mittpunkt är på höjden 1,1 m. Avståndet mellan globerna är 150 mm för att
undvika att de sitter för tätt, vilket skulle göra att de kan skugga varandra.
När mätningen startades kl. 15:30 så var globerna placerade centralt mitt i rummet 2,5 m
från fönstret. Efter en timme, kl. 16:30, flyttades de närmare fasadväggen till avståndet 1
m från fönstret. Mätningen avslutades kl. 18:00.
17
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Loggningen från de åtta globtermometrarna startades samtidigt och mätningarna
genomfördes med ett samplingsintervall på 10 sekunder.
Figur 2.5
Bilden visar de åtta globtermometrarna är placerade centralt i ett kontorsrum
framför ett fönster mot öster under februari månad.
2.3.2 Mätprotokoll
Mätfallen och placering redovisas i tabell 2.2 med globernas ordning enligt figur 2.6
16:30 - 18:00
15:30 - 16:30
Tabell 2.2 Mätningsfall för instrumenten vid olika placeringar i rummet vid olika
tidpunkter.
18
Glob
Swema
12
29
6
22
7
21
16
Placering
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Höjd
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
Glob
Swema
12
29
6
22
7
21
16
Placering
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
Höjd
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Swema
Figur 2.6
12
29
6
22
7
21
16
Inbördes ordning mellan globtermometrarna.
2.3.3 Beräkning av den operativa temperaturen
Lufttemperatur- och Lufthastighetsmätaren placeras mitt emellan Swema’s glob och den
glob som är närmast.
Swema’s glob är kopplad till en dator med ett program som samlar data för:
Temperaturen på den svarta globen i grader °C
Lufttemperaturen i grader °C
Lufthastigheten i meter per sekund m/s
Med hjälp av ovanstående data räknar Swema’s program automatiskt ut den operativa
temperaturen enligt metod 1.
Sedan plockas ovanstående data , och från programmet och matas in i de olika
ekvationerna för att med hjälp av Microsoft Excel beräkna medelstrålnings- och operativ
temperatur enligt metod 2 och 3 för Svema’s glob.
De sju egentillverkade globerna är kopplade till en dator med ett program som samlar data
för:
Temperaturen på den svarta globen i grader °C
Lufttemperaturen i grader °C
Lufthastighetsmätaren som placerats mitt mellan Swema’s glob och glob 12, så därför
används från Swemas lufthastighetsmätare. Sedan sätts ovanstående data in i de olika
ekvationerna och med hjälp av Microsoft Excel beräknas den operativa temperaturen
enligt metod 2 och 3 för de sju egentillverkade globerna.
Först jämförs resultaten för de åtta svarta globernas temperatur, tg, men vid jämförelse av
den operativa temperaturen OT så räknas bara resultatet för Swema’s glob och glob 12
som låg närmast varandra enligt beräkningsmetoderna 1, 2 och 3, där de jämförs med
varandra.
19
15:30:01
15:35:21
15:40:41
15:46:01
15:51:21
15:56:41
16:02:01
16:07:21
16:12:41
16:18:01
16:23:21
16:28:41
16:34:01
16:39:21
16:44:41
16:50:01
16:55:21
17:00:41
17:06:01
17:11:21
17:16:41
17:22:01
17:27:21
17:32:41
17:38:01
17:43:21
17:48:41
17:54:01
17:59:21
15:30:01
15:35:21
15:40:41
15:46:01
15:51:21
15:56:41
16:02:01
16:07:21
16:12:41
16:18:01
16:23:21
16:28:41
16:34:01
16:39:21
16:44:41
16:50:01
16:55:21
17:00:41
17:06:01
17:11:21
17:16:41
17:22:01
17:27:21
17:32:41
17:38:01
17:43:21
17:48:41
17:54:01
17:59:21
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
2.3.4 Resultat
23,4
23,2
23
22,8
22,6
22,4
22,2
Figur 2.7
Figur 2.8
20
SWEMA glob tg
Glob 12
tg
Glob 6
tg
Glob 7
tg
Glob 16
tg
Glob 21
tg
Glob 22
tg
Glob 29
tg
Globtemperaturen på de åtta svarta globerna,
SWEMA glob tg
Globtemperaturen,
närmast.
i grader °C.
23,2
23,1
23
22,9
22,8
22,7
22,6
22,5
22,4
Glob 12
tg
i grader °C på Swemas glob och glob nr 12 som ligger
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
15:30:41
15:36:41
15:42:41
15:48:41
15:54:41
16:00:41
16:06:41
16:12:41
16:18:41
16:24:41
16:30:41
16:36:41
16:42:41
16:48:41
16:54:41
17:00:41
17:06:41
17:12:41
17:18:41
17:24:41
17:30:41
17:36:41
17:42:41
17:48:41
17:54:41
18:00:41
23,05
23
22,95
22,9
22,85
22,8
22,75
22,7
22,65
22,6
22,55
22,5
OT SWEMA enligt SS-EN
MetodISO
1 7730:1995
Figur 2.9
OT SWEMA Metod
( ta +tr 2)/2
Jämförelse av Swema’s operativa temperatur mellan metod 1 och 2.
23,1
23
22,9
22,8
22,7
22,6
15:30:41
15:36:41
15:42:41
15:48:41
15:54:41
16:00:41
16:06:41
16:12:41
16:18:41
16:24:41
16:30:41
16:36:41
16:42:41
16:48:41
16:54:41
17:00:41
17:06:41
17:12:41
17:18:41
17:24:41
17:30:41
17:36:41
17:42:41
17:48:41
17:54:41
18:00:41
22,5
OT SWEMA enligt Metod
SS-EN ISO
1 7730:1995
tg SWEMA glob
OT
Metod 3
Figur 2.10 Jämförelse av Swema’s operativa temperatur mellan metod 1 och 3.
21
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
15:30:41
15:36:41
15:42:41
15:48:41
15:54:41
16:00:41
16:06:41
16:12:41
16:18:41
16:24:41
16:30:41
16:36:41
16:42:41
16:48:41
16:54:41
17:00:41
17:06:41
17:12:41
17:18:41
17:24:41
17:30:41
17:36:41
17:42:41
17:48:41
17:54:41
18:00:41
23,1
23,05
23
22,95
22,9
22,85
22,8
22,75
22,7
22,65
22,6
OT Glob 12 enligt SS-EN
MetodISO
1 7730:1995
OT Glob 12 Metod
( ta +tr 2)/2
Figur 2.11 Jämförelse av den operativa temperaturen för Glob 12 mellan metod 1 och 2.
23,2
23,1
23
22,9
22,8
22,7
22,6
15:30:41
15:36:41
15:42:41
15:48:41
15:54:41
16:00:41
16:06:41
16:12:41
16:18:41
16:24:41
16:30:41
16:36:41
16:42:41
16:48:41
16:54:41
17:00:41
17:06:41
17:12:41
17:18:41
17:24:41
17:30:41
17:36:41
17:42:41
17:48:41
17:54:41
18:00:41
22,5
OT Glob 12 Metod
enligt SS-EN
ISO 7730:1995
1
tg
OTGlob
Glob12
12 Metod 3
Figur 2.12 Jämförelse av den operativa temperaturen för Glob 12 mellan metod 1 och 3.
22
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
23,1
23
22,9
22,8
22,7
22,6
22,5
18:00:41
17:54:41
17:48:41
17:42:41
17:36:41
17:30:41
17:24:41
17:18:41
17:12:41
17:06:41
17:00:41
16:54:41
16:48:41
16:42:41
16:36:41
16:30:41
16:24:41
16:18:41
16:12:41
16:06:41
16:00:41
15:54:41
15:48:41
15:42:41
15:36:41
15:30:41
22,4
OT SWEMA enligt SS-EN
MetodISO
1 7730:1995
OT Glob 12 enligt Metod
SS-EN ISO
1 7730:1995
Figur 2.13 Jämförelse av den operativa temperaturen mellan Swemas och Glob 12 enligt
metod 1.
2.3.5 Diskussion
Man kan i figur 2.7 se att skillnaden i
deras kurvor har samma variationer.
mellan de åtta globerna är liten, på ± 0.20 °C och
Vid jämförelse mellan glob 12 som placerades närmast till Swema’s glob så ser man att
skillnaden i också är liten, på ± 0.20 °C och kurvorna har nästan samma variationer i
lutningen vid olika tidpunkter, se figur 2.8.
I detta fall är lufthastigheten är mindre än 0,2 m/s och temperaturskillnaden mellan
medelstrålningstemperaturen och lufttemperaturen är mindre än 4°C, så därför kan den
operativa temperaturen beskrivas som ett medelvärde av medelstrålningstemperatur och
lufttemperatur.
I figur 2.9 och figur 2.11 ser man jämförelse mellan OT som är räknat enligt metod 1och OT
som är räknat som medelvärdet mellan luft- och medelstrålningstemperatur enligt metod
2 så ser man att det finns nästan ingen skillnad och båda kurvorna ligger nästan ovan på
varandra. Så i detta fall är skillnaden liten mellan beräkningsmetod 1 och 2 vilket bekräftar
denna teori.
Vid jämförelse mellan beräkningsmetod 1 och 3 ser man att skillnaden mellan dem är ännu
större. I detta fall så är lufthastigheten inte 0 m/s och skillnaden mellan lufttemperatur och
globtemperaturen är inte 0°C så därför blir resultatet att den operativa temperaturen inte
är det samma som globtemperaturen, se figur 2.10 och figur 2.12.
Metod 1 är den ger det mest noggranna resultatet eftersom man tar hänsyn till luftrörelser
under hela beräkningsprocessen för den operativa temperaturen, dessutom gav metod 2
inte heller så stor skillnad i resultatet jämfört med metod 1, medan metod 3 ger ett
23
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
resultat som skiljer sig mycket från metod 1, eftersom det är en grov förenkling att
försumma luftrörelsen helt.
Luftrörelser gör att man upplever temperaturen kallare, det är därför kurvan för den
operativa är lägst enligt metod 1, där man tar hänsyn till lufthastigheten i alla beräkningsekvationer, sedan kommer metod 2 där lufthastigheten används bara vid beräkningen av
medelstrålnings temperatur och sist metod 3 som gav den högsta operativa temperaturen,
eftersom man inte tar hänsyn till lufthastigheten alls.
Och vi jämförelse mellan OT för glob 12 och Swema’s glob enligt metod 1 så är skillnaden
väldigt liten, på ± 0.10 °C och kurvorna har nästan samma variationer i lutningen vid olika
tidpunkter, se figur2.13.
2.4 Mätning i ett kontorsrum med en personbelastning
Figur 2.14 Bilden visar de åtta globtermometrarna är placerade centralt i ett kontorsrum
framför ett fönster mot öster under maj månad.
24
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
2.4.1 Mätprotokoll
14:00 - 14:45
13:15 - 14:00
12:30 - 13:15
11:45 - 12:30
11:00 - 11:45
10:50 - 11:00
Tabell 2.3 Mättningsfallet för instrumenten vid olika placeringar och förhållanden i
rummet vid olika tidpunkter.
Glob
Swema
16
21
7
22
6
29
12
Placering
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Höjd
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
Glob
Swema
16
21
7
22
6
29
12
Placering
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Höjd
0.6 m
0.6 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
Glob
SWEMA
16
21
7
22
6
29
12
Placering
Centralt
i
rummet
Centralt
i
rummet
Centralt
i
rummet
Centralt
i
rummet
Centralt
i
rummet
Centralt
i
rummet
Centralt
i
rummet
Centralt
i
rummet
Höjd
0.1 m
0.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
Glob
Swema
16
21
7
22
6
29
12
Placering
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Höjd
1.7 m
1.7 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
Glob
Swema
16
21
7
22
6
29
12
Placering
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
Höjd
1.7 m
1.7 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
Glob
Swema
16
21
7
22
6
29
12
Placering
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
Höjd
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
25
15:30 - 16:15
14:45 - 15:30
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Glob
Swema
16
21
7
22
6
29
12
Placering
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
Höjd
0.6 m
0.6 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
Glob
Swema
16
21
7
22
6
29
12
Placering
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
1 m från
fönstret
Höjd
0.1 m
0.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
6
29
Swema
16
21
7
22
12
Figur 2.15 Inbördes ordning mellan globtermometrarna.
2.4.2 Resultat
25
24,5
24
23,5
23
22,5
10:15:00
10:27:10
10:39:20
10:51:30
11:03:40
11:15:50
11:28:00
11:40:10
11:52:20
12:04:30
12:16:40
12:28:50
12:41:00
12:53:10
13:05:20
13:17:30
13:29:40
13:41:50
13:54:00
14:06:10
14:18:20
14:30:30
14:42:40
14:54:50
15:07:00
15:19:10
15:31:20
15:43:30
15:55:40
16:07:50
22
SWEMA glob tg
Glob 16
tg
Glob 6
tg
Glob 7
tg
Glob 12
tg
Glob 21
tg
Glob 22
tg
Glob 29
tg
Figur2.16 Globtemperaturen på de åtta svarta globerna,
26
i grader °C.
10:15:10
10:28:10
10:41:10
10:54:10
11:07:10
11:20:10
11:33:10
11:46:10
11:59:10
12:12:10
12:25:10
12:38:10
12:51:10
13:04:10
13:17:10
13:30:10
13:43:10
13:56:10
14:09:10
14:22:10
14:35:10
14:48:10
15:01:10
15:14:10
15:27:10
15:40:10
15:53:10
16:06:10
10:15:00
10:27:30
10:40:00
10:52:30
11:05:00
11:17:30
11:30:00
11:42:30
11:55:00
12:07:30
12:20:00
12:32:30
12:45:00
12:57:30
13:10:00
13:22:30
13:35:00
13:47:30
14:00:00
14:12:30
14:25:00
14:37:30
14:50:00
15:02:30
15:15:00
15:27:30
15:40:00
15:52:30
16:05:00
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
25
24,5
24
23,5
23
22,5
22
SWEMA glob tg
Figur 2.17 Globtemperaturen,
närmast.
OT SWEMA enligt Metod
SS-EN ISO
1 7730:1995
Glob 16
tg
i grader °C på Swemas glob och glob nr 16 som ligger
25
24,5
24
23,5
23
22,5
22
OT SWEMA Metod
( ta +tr 2)/2
Figur 2.18 Jämförelse av Swema’s operativa temperaturen mellan metod 1 och 2.
27
10:15:10
10:28:10
10:41:10
10:54:10
11:07:10
11:20:10
11:33:10
11:46:10
11:59:10
12:12:10
12:25:10
12:38:10
12:51:10
13:04:10
13:17:10
13:30:10
13:43:10
13:56:10
14:09:10
14:22:10
14:35:10
14:48:10
15:01:10
15:14:10
15:27:10
15:40:10
15:53:10
16:06:10
10:15:10
10:28:10
10:41:10
10:54:10
11:07:10
11:20:10
11:33:10
11:46:10
11:59:10
12:12:10
12:25:10
12:38:10
12:51:10
13:04:10
13:17:10
13:30:10
13:43:10
13:56:10
14:09:10
14:22:10
14:35:10
14:48:10
15:01:10
15:14:10
15:27:10
15:40:10
15:53:10
16:06:10
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
25
24,5
24
23,5
23
22,5
22
OT SWEMA enligt SS-EN
MetodISO
1 7730:1995
OT Glob 16 enligt SS-EN
MetodISO
1 7730:1995
28
OT
Glob 16 Metod
( ta +tr3)/2
OT SWEMA
Figur 2.19 Jämförelse av Swemas operativa temperaturen mellan metod 1 och 3.
25
24,5
24
23,5
23
22,5
OT Glob 16 Metod
( ta +tr2)/2
Figur 2.20 Jämförelse av den operativa temperaturen för Glob 16 mellan metod 1 och 2.
10:15:10
10:28:10
10:41:10
10:54:10
11:07:10
11:20:10
11:33:10
11:46:10
11:59:10
12:12:10
12:25:10
12:38:10
12:51:10
13:04:10
13:17:10
13:30:10
13:43:10
13:56:10
14:09:10
14:22:10
14:35:10
14:48:10
15:01:10
15:14:10
15:27:10
15:40:10
15:53:10
16:06:10
10:15:10
10:28:10
10:41:10
10:54:10
11:07:10
11:20:10
11:33:10
11:46:10
11:59:10
12:12:10
12:25:10
12:38:10
12:51:10
13:04:10
13:17:10
13:30:10
13:43:10
13:56:10
14:09:10
14:22:10
14:35:10
14:48:10
15:01:10
15:14:10
15:27:10
15:40:10
15:53:10
16:06:10
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
25
24,5
24
23,5
23
22,5
22
OT Glob 16 enligt SS-EN
MetodISO
1 7730:1995
OTGlob
Glob16
16 Metod 3
tg
Figur 2.21 Jämförelse av den operativa temperaturen för Glob 16 mellan metod 1 och 3.
25
24,5
24
23,5
23
22,5
22
OT SWEMA enligt SS-EN
MetodISO
1 7730:1995
OT Glob 16 enligt Metod
SS-EN ISO
1 7730:1995
Figur 2.22 Jämförelse av den operativa temperaturen mellan Swemas och Glob 16 enligt
metod 1.
29
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
2.4.3 Diskussion
Man kan se i figur 2.16 skillnaden i mellan de åtta globerna på höjden 1,1 är liten på ±
0.20 °C och deras kurvor har samma variationer.
Och vid jämförelse mellan glob 16 som placerades närmast till Swemas globen så ser man
att skillnaden i är också liten på ± 0.15 °C och deras kurvor har nästan samma variationer
i lutningen vid olika tidpunkter, se figur 2.17.
I detta fall är lufthastigheten är mindre än 0,2 m/s och temperaturskillnaden mellan
medelstrålningstemperaturen & lufttemperaturen är mindre än 4°C, så därför kan den
operativ temperatur beskrivas som ett medel av medelstrålningstemperatur och
lufttemperatur.
Figur 2.18 och figur 2.20 visar jämförelse mellan OT som är räknat enligt den svenska
standarden SS-EN ISO7730:1995 och OT som är räknat som medelvärdet mellan luft- och
medelstrålningstemperatur så ser man att det finns nästan ingen skillnad och båda
kurvorna ligger nästan ovan på varandra. Så i detta fall är skillnaden liten mellan
beräkningsmetod 1 och 2 vilket bekräftar denna teori.
Och vid jämförelse mellan metod 1 och 3 så ser man att skillnaden mellan dem är ännu
större. I detta fall så är lufthastigheten inte 0 m/s och skillnaden mellan lufttemperatur och
globtemperaturen är inte 0°C så därför blir resultatet att den operativa temperaturen inte
är det samma som globtemperaturen, se figur 2.19 och figur 2.21.
Metod 1 är den ger mest noggranna resultat efter som man tar hänsyn till luftrörelser
under hela beräkningsprocessen för den operativa temperaturen, dessutom metod 2 gav
också inte så stor skillnad i resultatet jämfört med metod 1 men däremot metod 3 ger ett
resultat som skiljer sig ganska mycket från metod 1 eftersom de är en grov förenkling att
försumma luftrörelsen helt.
Luftrörelser gör att man upplever temperaturen kallare, det är därför kurvan för den
operativa är lägst enligt metod 1, där man tar hänsyn till lufthastigheten i alla beräknings
ekvationer, sedan kommer metod 2 där lufthastigheten används bara vid beräkningen av
medelstrålnings temperatur och sist metod 3 som gav det högsta operativ temperatur
upplevelse, eftersom man inte tar hänsyn till lufthastigheten alls.
Och vi jämförelse med OT för glob 16 och Swemas glob enligt metod 1 så är skillnaden
väldigt liten på ± 0.10 °C och kurvor har nästan samma variationer i lutningen vid olika
tidpunkter, se figur 2.22.
30
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
2.5 Mätning i ett klassrum med personbelastning
Figur 2.23 Bilden visar de åtta globtermometrarna är placerade centralt i klassrummet V:C
framför ett fönster under maj månad.
2.5.1 Mätprotokoll
10:45 - 09:45
09:45 - 08:45
Tabell 2.4 Mättningsfallet för instrumenten vid olika placeringar och förhållande i rummet
vid olika tidpunkter.
Glob
Swema
21
16
7
22
6
29
12
Placering
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Höjd
1.7 m
1.7 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
Glob
Swema
21
16
7
22
6
29
12
Placering
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Höjd
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
31
12:45 - 11:45
11:45 - 10:45
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Glob
Swema
21
16
7
22
6
29
12
Placering
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Höjd
0.6 m
0.6 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
Glob
Swema
21
16
7
22
6
29
12
Placering
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Centralt i
rummet
Höjd
0.1 m
0.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
1.1 m
SWEMA
21
16
7
22
29
6
12
Figur 2.24 Inbördes ordning mellan globtermometrarna.
2.5.2 Resultat
25
24,5
24
23,5
23
22,5
22
21,5
08:45:00
08:53:30
09:02:00
09:10:30
09:19:00
09:27:30
09:36:00
09:44:30
09:53:00
10:01:30
10:10:00
10:18:30
10:27:00
10:35:30
10:44:00
10:52:30
11:01:00
11:09:30
11:18:00
11:26:30
11:35:00
11:43:30
11:52:00
12:00:30
12:09:00
12:17:30
12:26:00
12:34:30
21
SWEMA glob tg
Glob 21
tg
Glob 6
tg
Glob 7
tg
Glob 16
tg
Glob 2112
tg
Glob 22
tg
Glob 29
tg
Figur 2.25 Globtemperaturen på de åtta svarta globerna,
32
i grader °C.
08:45:00
08:52:00
08:59:00
09:06:00
09:13:00
09:20:00
09:27:00
09:34:00
09:41:00
09:48:00
09:55:10
10:02:10
10:09:20
10:16:40
10:24:00
10:31:40
10:40:40
10:50:00
10:59:30
11:09:40
11:18:40
11:28:30
11:38:10
11:47:40
11:56:30
12:04:50
12:13:30
12:23:00
12:31:50
08:45:00
08:53:10
09:01:20
09:09:30
09:17:40
09:25:50
09:34:00
09:42:10
09:50:20
09:58:30
10:06:40
10:14:50
10:23:00
10:31:10
10:39:20
10:47:30
10:55:40
11:03:50
11:12:00
11:20:10
11:28:20
11:36:30
11:44:40
11:52:50
12:01:00
12:09:10
12:17:20
12:25:30
12:33:40
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
24,5
24
23,5
23
22,5
22
21,5
SWEMA glob tg
Figur 2.26 Globtemperaturen,
närmast.
MetodISO
1 7730:1995
OT SWEMA enligt SS-EN
Glob 21
tg
i grader °C på Swemas glob och glob nr 21 som ligger
24
23,5
23
22,5
22
21,5
2
OT SWEMA (Metod
ta +tr )/2
Figur 2.27 Jämförelse av Swemas operativa temperaturen mellan metod 1 och 2.
33
08:45:00
08:52:00
08:59:00
09:06:00
09:13:00
09:20:00
09:27:00
09:34:00
09:41:00
09:48:00
09:55:10
10:02:10
10:09:20
10:16:40
10:24:00
10:31:40
10:40:40
10:50:00
10:59:30
11:09:40
11:18:40
11:28:30
11:38:10
11:47:40
11:56:30
12:04:50
12:13:30
12:23:00
12:31:50
08:45:00
08:51:50
08:58:40
09:05:30
09:12:20
09:19:10
09:26:00
09:32:50
09:39:40
09:46:30
09:53:20
10:00:20
10:07:20
10:14:10
10:21:20
10:28:40
10:37:10
10:46:00
10:55:20
11:05:00
11:14:30
11:23:40
11:33:10
11:42:30
11:51:10
11:59:50
12:08:10
12:16:50
12:25:30
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
24
23,5
23
22,5
22
21,5
MetodISO
1 7730:1995
OT SWEMA enligt SS-EN
OT Glob 21 enligt SS-EN
MetodISO
1 7730:1995
34
OT
SWEMA
SWEMA
globMetod
tg 3
Figur 2.28 Jämförelse av Swema’s operativa temperaturen mellan metod 1 och 3.
24
23,5
23
22,5
22
21,5
2
OT Glob 21 (Metod
ta +tr )/2
Figur 2.29 Jämförelse av den operativa temperaturen för Glob 21 mellan metod 1 och 2.
08:45:00
08:51:50
08:58:40
09:05:30
09:12:20
09:19:10
09:26:00
09:32:50
09:39:40
09:46:30
09:53:20
10:00:20
10:07:20
10:14:10
10:21:20
10:28:40
10:37:10
10:46:00
10:55:20
11:05:00
11:14:30
11:23:40
11:33:10
11:42:30
11:51:10
11:59:50
12:08:10
12:16:50
12:25:30
08:45:00
08:51:50
08:58:40
09:05:30
09:12:20
09:19:10
09:26:00
09:32:50
09:39:40
09:46:30
09:53:20
10:00:20
10:07:20
10:14:10
10:21:20
10:28:40
10:37:10
10:46:00
10:55:20
11:05:00
11:14:30
11:23:40
11:33:10
11:42:30
11:51:10
11:59:50
12:08:10
12:16:50
12:25:30
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
24,5
24
23,5
23
22,5
22
21,5
OT Glob 21 enligt
MetodSS-EN
1 ISO 7730:1995
tg Glob
OT
Glob21
21 Metod 3
Figur 2.30 Jämförelse av den operativa temperaturen för Glob 21 mellan metod 1 och 3.
24
23,5
23
22,5
22
21,5
OT SWEMA enligt SS-EN
MetodISO
1 7730:1995
MetodISO
1 7730:1995
OT Glob 21 enligt SS-EN
Figur 2.31 Jämförelse av den operativa temperaturen mellan Swema och Glob 12 enligt
metod 1.
35
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
2.5.3 Diskussion
Man kan se i figur 2.25 skillnaden i mellan de åtta globerna på höjden 1,1 är liten på ±
0.20 °C och deras kurvor har samma variationer.
Och vid jämförelse mellan glob 21 som placerades närmast till Swemas globen så ser man
att skillnaden i är också liten på ± 0.10 °C och deras kurvor har nästan samma variationer
i lutningen vid olika tidpunkter, se figur 2.26.
I detta fall är lufthastigheten är mindre än 0,2 m/s och temperaturskillnaden mellan
medelstrålningstemperaturen & lufttemperaturen är mindre än 4°C, så därför kan den
operativ temperatur beskrivas som ett medel av medelstrålningstemperatur och
lufttemperatur.
figur 2.27 och figur 2.29 visar jämförelse mellan OT som är räknat enligt metod 1 och OT
som är räknat som medelvärdet mellan luft- och medelstrålningstemperatur så ser man att
det finns nästan ingen skillnad och båda kurvorna ligger nästan ovan på varandra. Så i
detta fall är skillnaden liten mellan beräkningsmetod 1 och 2 vilket bekräftar denna teori.
Och vid jämförelse mellan metod 1 och 3 så ser man att skillnaden mellan dem är ännu
större. I detta fall så är lufthastigheten inte 0 m/s och skillnaden mellan lufttemperatur och
globtemperaturen är inte 0°C så därför blir resultatet att den operativa temperaturen inte
är det samma som globtemperaturen, se figur 2.28 och figur 2.30.
Metod 1 är den ger mest noggranna resultat efter som man tar hänsyn till luftrörelser
under hela beräkningsprocessen för den operativa temperaturen, dessutom metod 2 gav
också inte så stor skillnad i resultatet jämfört med metod 1 men däremot metod 3 ger ett
resultat som skiljer sig ganska mycket från metod 1 eftersom de är en grov förenkling att
försumma luftrörelsen helt.
Luftrörelser gör att man upplever temperaturen kallare, det är därför kurvan för den
operativa är lägst enligt metod 1, där man tar hänsyn till lufthastigheten i alla
beräkningsekvationer, sedan kommer metod 2 där lufthastigheten används bara vid
beräkningen av medelstrålnings temperatur och sist metod 3 som gav det högsta operativ
temperatur upplevelse, eftersom man inte tar hänsyn till lufthastigheten alls.
Vid jämförelse med OT för glob 16 och Swemas glob enligt metod 1 så är skillnaden väldigt
liten på ± 0.08 °C och kurvor har nästan samma variationer i lutningen vid olika tidpunkter,
se figur 2.31.
36
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
3 Slutlig diskussion och slutsats
Tabell 3.1 Jämförelse av det slutliga resultatet enligt metod 1 för de tre olika
mätningstillfällena.
Lokal typ
Kontorsrum utan
personbelastning
Kontorsrum med en
personbelastning
Klassrum med och
utan personbelastning
Globtemperaturen tg
± 0.20 °C
± 0.15 °C
± 0.10 °C
Den Operativa
temperaturen OT
± 0.10 °C
± 0.10 °C
± 0.08 °C
Maximal skillnad
mellan Swema’s
glob och globen som
är närmast
Förklaringen till dessa små skillnader i är att de åtta globerna placerade bredvid
varandra och inte i exakt samma position i rummet, vilket gör att de får olika
strålningsvärme från omgivande ytor.
Den operativa temperaturen kan ibland vara lägre eller högre än dem andra eftersom
strålningen från omkringliggande ytor är inte samma, vilket kan påverkar resultatet.
Även kalla köldbryggor, dåligt uppvärmda golv eller dåligt isolerade väggar, tak och fönster
i rummen kan påverka den operativa temperaturen.
Dessutom kan det bero på att Swemas glob har en större diameter, vilket gör att globen
kyls av luftrörelsen medan de små globerna värms upp snabbare vilket gör de har högre
temperatur, och de kan man märka genom att Swemas kurva ligger alltid underst.
Vi kan se i tabellen ovan att skillnaderna mellan Swemas och de sju globerna inte är så
stora. Så man kan dra slutsatsen att det går att använda en hemtillverkad globtermometer
för att ta reda på den operativa temperaturen och bedömning av inomhusklimat och kan
ge ett acceptabelt noggrant resultat som Swemas dyra avancerade globtermometer.
Metod 1 är bäst när det gäller noggrannhet där man tar hänsyn till luftrörelsen i de olika
ekvationerna i beräkningsprocessen, sedan kommer metod 2 och sist metod 3 där man
försummar lufthastigheten, vilket kan aldrig bli 0 i verkligheten.
Och enligt det allmänna rådet som Boverket, Arbetsmiljöverket, Socialstyrelsen och
Folkhälsomyndigheten gällande termiskt inomhusklimat är har båda kontorsrummet och
klassrummet fyllt komfortkraven, se tabell 3.2.
37
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Tabell 3.2 Resultat och bedömning om kontorsrummet och klassrummet fyller
komfortkraven.
SS-EN ISO 7730
Vinterförhållanden
Sommarförhållanden
Operativ temperatur
Ligger mellan 20 °C– Ligger mellan 23° C–
24 °C
26 °C
Godkänd
Godkänd
Vertikal skillnad i lufttemperatur mellan 1,1
m och 0,1 m över golvet (huvud- och
ankelhöjd)
Mindre än 3 °C
Mindre än 3 °C
Godkänd
Godkänd
Skillnad i operativ temperatur mätt
vertikalt 0,1 och 1,1 m över golv (huvudoch ankelhöjd)
Mindre än 3 °C
Mindre än 3 °C
Godkänd
Godkänd
Golvets yttemperatur
19 °C–26 °C
System med golvvärme
Max 29 °C
Luftens medelhastighet
Mindre än 0,15m/s
Godkänd
Strålningstemperaturasymmetrin på grund
av fönster eller andra kalla vertikala ytor (i
förhållande till ett litet vertikalt plan 0,6 m
över golvet)
Mindre än 10 °C
Strålningstemperaturasymmetrin på grund
av ett varmt (uppvärmt) tak (i förhållande
till ett litet horisontellt plan 0,6 m över
golvet).
Mindre än 5 °C
38
Godkänd
Godkänd
Mindre än 0,25 m/s
Godkänd
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Referenser
AFS 2009:2. Arbetsmiljöverkets föreskrifter om arbetsplatsens utformning samt allmänna
råd om tillämpningen av föreskrifterna. Stockholm.
AFS 2013:3. Arbetsmiljöverkets föreskrifter om ändring i Arbetsmiljöverkets föreskrifter
(AFS 2009:2) om Arbetsplatsens utformning. Stockholm.
BFS 2011:6. Boverkets byggregler – föreskrifter och allmänna råd, BBR 22. Karlskrona.
FoHMFS 2014:17. Folkhälsomyndighetens allmänna råd om temperaturen inomhus.
Tillgänglig: https://www.folkhalsomyndigheten.se/publicerat-material/foreskrifter-ochallmanna-rad/fohmfs-201417/.
Gavhed, Désirée och Holmér, Ingvar. (2006). Det termiska klimatet på arbetsplatsen.
Stockholm: Arbetslivsinstitutet, förlagstjänst. Tillgänglig:
http://nile.lub.lu.se/arbarch/arb/2006/arb2006_02.pdf
Onset Computer Corporation. (2009). HOBO® U12 Temp/RH/2 External Data Logger.
Manual. Tillgänglig: http://www.onsetcomp.com/products/data-loggers/u12-013.
Onset Computer Corporation. (2013). TMCx-HD Water/Soil Temperature Sensor.
Specifications. Tillgänglig: http://www.onsetcomp.com/products/sensors/tmc6-hd.
Socialstyrelsen. (2005). Temperatur inomhus. Stockholm. Tillgänglig:
http://www.folkhalsomyndigheten.se/publicerat-material/publikationer/Temperaturinomhus/
Svenska Standardiseringsinstitutet (SIS). (2002). SS-EN ISO 7726:1998 Ergonomi för
termiskt klimat - Instrument för mätning av fysiska storheter.
Svenska Standardiseringsinstitutet (SIS). (2006). SS-EN ISO 7730:2006 Ergonomi för den
termiska miljön - Analytisk bestämning och bedömning av termisk komfort med hjälp av
indexen PMV och PPD samt kriterier för lokal termisk komfort.
Swema AB. (2014). Operativ temperatur. Tillgänglig:
http://www.swema.se/instrument.php?p=Operativ%20temperatur
39
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
40
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Bilaga 1
Krav och rekommendationer på termiskt inneklimat
Utredning
I Boverkets byggregler (BBR) ställs kravet att ”tillfredsställande termiskt klimat kan
erhållas” (Boverket, 2011, s. 205) och råd ges om att riktad operativ temperatur vid
dimensionerande utetemperatur ska vara lägst 18 °C.
Det allmänna rådet som Boverket ger gällande termiskt klimat är:
”Med tillfredsställande termiskt klimat avses
– när termisk komfort i vistelsezonen uppnås,
– när ett för byggnaden lämpligt klimat kan upprätthållas i övriga utrymmen i byggnaden
med beaktande av avsedd användning. Termiskt klimat har också inverkan på byggnadens
beständighet.
Regler om termisk komfort ges även ut av Arbetsmiljöverket och Folkhälsomyndigheten”.
(BBR, Avsnitt 6 Hygien, hälsa och miljö 2014, sida 7)
Enligt arbetsmiljöverket är det lämpligt att man granskar och dimensionera
inomhusklimatet och komfort med hjälp av rekommendationer och riktvärden enligt
standarden SS-EN ISO 7730, och den är enbart tillämplig vid inomhustemperatur mellan 10
och 30 °C.
Så för att ett hus ska ha ett behagligt och komfortabelt inomhusklimat med hänsyn till
boendens aktivitet så bör den fylla komfortkraven och riktvärden enligt den internationella
standarden SS-EN ISO 7730.
Tabell 1
Rekommendationer för inneklimat enligt SS EN ISO 7730 (Gavhed och Holmér
2006).
SS-EN ISO 7730
Vinterförhållanden
Sommarförhållanden
Operativ temperatur
20 °C–24 °C
23° C–26 °C
Vertikal skillnad i lufttemperatur
mellan 1,1 m och 0,1 m över golvet
(huvud- och ankelhöjd)
Mindre än 3 °C
Mindre än 3 °C
Golvets yttemperatur
19 °C–26 °C
System med golvvärme
Max 29 °C
Luftens medelhastighet
Mindre än 0,15 m/s
Mindre än 0,25 m/s.
41
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Strålningstemperaturasymmetrin
på grund av fönster eller andra
kalla vertikala ytor (i förhållande
till ett litet vertikalt plan 0,6 m
över golvet)
Mindre än 10 °C
Strålningstemperaturasymmetrin
på grund av ett varmt (uppvärmt)
tak (i förhållande till ett litet
horisontellt plan 0,6 m över
golvet).
Mindre än 5 °C
Upplevelsen av inneklimat varierar från en person till en annan eftersom vissa är känsligare
än andra. Det går inte att få alla helt nöjda eftersom vissa föredrar ett varmare inneklimat
än andra. Vid beräkning bestäms därför en teoretisk ämnesomsättning samt hur mycket de
kläder som bärs isolerar och den termiska komforten upplevs beror till stor del av klädsel
och aktivitet.
Standarden SS-EN ISO 7730 kan skrivas om till en statistisk modell PMV (predicted mean
vote). Den visar sambandet mellan PMV och skattad andel missnöjda (PPD) personer [%]
och samt klassificering av termiskt klimat sker med hjälp av en 7-gradig skala för
upplevelsen av termisk komfort.
Från nedanstående diagram kan man dra slutsatsen att det inte går att skapa ett
inomhusklimat där alla är nöjda samtidigt.
Tillvägagångssätt vid användning av PMV och PPD
1. Mät lufttemperatur, medelstrålningstemperatur, lufthastighet och luftfuktighet
enligt SS EN ISO 7726
2. Bestäm aktivitetsnivå enligt SS EN ISO 8996
3. Bestäm isolation hos tillgänglig/aktuell klädsel enligt SS EN ISO 9920
4. Beräkna PMV och PPD enligt SS EN ISO 7730
5. Mät lokal termisk påverkan (drag etc.) (SS EN ISO 7730)
6. Bedöm förutsättningarna för termisk komfort och eventuella åtgärdsbehov.
42
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Figur 1
Samband mellan optimal operativ temperatur, aktivitet och
beklädnadsisolation.
Figur 2
Sambandet mellan PMV och skattad andel missnöjda (PPD) personer [%].
(Gavhed och Holmér, 2006,Det termiska klimatet på arbetsplatsen).
En utförlig mätning ska genomföras enligt folkhälsomyndigheten allmänna råd om
temperatur inomhus.
Utöver några råd om temperaturdifferenser och lufthastighet hänvisar Boverket i övrigt till
Folkhälsomyndigheten (BFS 2011:6).
43
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
44
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Bilaga 2
Standarder och rekommendationer vid mätning av inneklimat
Utredning
Att bestämma den termiska komforten med enbart den uppmätta lufttemperaturen är
svårt eftersom den termiska komforten beror på många andra parametrar. De parametrar
som Folkhälsomyndigheten tittar på är för att ange värden för bedömning av olägenhet för
människors hälsa.
Det finns några olika krav och rekommendationer när det gäller innetemperatur och
termisk komfort i bostäder. Folkhälsomyndigheten rekommenderar en operativ
temperatur på mellan 20 och 23 °C. Riktvärden för olägenhet på grund av hög temperatur
är varaktig operativ temperatur över 24 °C och kortvarig över 26 °C. För olägenhet på
grund av för låg operativ temperatur gäller 18 °C. Samtidigt ger man råd om en indikerande
mätning som kan göras av enbart lufttemperaturen, där man säger att värden under 20 °C
eller över 24 °C (26 °C på sommaren) indikerar att fortsatt utredning behövs.
Tabell 1
Parametrar som enligt Socialstyrelsen bör utvärderas vid en utförlig mätning. I
tabellen redovisas även riktvärden och rekommenderade värden.
1. Lufttemperatur
2. Lufttemperatur
3. Golvtemperatur
Tabell 2
Under 20 °C
Över 24 °C vintertid
Över 26 °C sommartid
Under 18 °C
Värden för bedömning av olägenhet för människors hälsa.
Riktvärden
Rekommenderade värden
1. Operativ temperatur Under
18 °C1
20–23 °C2
2. Operativ temperatur, varaktigt
Över 24 °C3
3. Operativ temperatur, kortvarigt
Över 26 °C4
4. Skillnad i operativ temperatur mätt
vertikalt 0,1 och 1,1 m över golv
Ej över 3 °C
5. Strålningstemperatur skillnad
Fönster – motsatt vägg
Tak – golv
6. Luftens medelhastighet
7. Yttemperatur, golv
Ej över 10 °C
Ej över 5 °C
Ej över 0,15 m/s5
Under 16 °C6
20–26 °C
45
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
1
För känsliga grupper, 20 °C.
För känsliga grupper, 22–24 °C.
3
Under sommaren, högst 26 °C.
4
Under sommaren, högst 28 °C.
5
Vid inomhustemperatur över 24 °C kan högre lufthastigheter accepteras.
6
För känsliga grupper, 18 °C.
(Socialstyrelsen 2005)
2
Standard för ergonomi och mätutrustning:
Ergonomi för termiskt klimat – Instrument för mätning av fysiska storheter anger
förutsättningar och metoder för hur man mäter och beräknar det termiska klimatet enligt
Folkhälsomyndigheten och den är baserad på SS-EN ISO 7726.
(FoHMFS, 2014:17, sida.6)
Indikerande mätning
kontroll och bedömning av för denna mätning grundas på Svensk Standard SS-EN ISO 7726:
• Lufttemperatur
• Golvtemperatur
• Luftrörelser
Lufttemperaturen kan mätas med en lufttermometer. Att använda en registrerande
lufttemperaturmätare (logger) är oftast bäst eftersom den registrerar och samlar
mätvärden under en längre tid. Även en termograf eller hygrotermograf kan användas.
Golvtemperatur kan mätas med kontakttermometer och kontroll av luftrörelser utförs
enklast med indikatorrök.
(Socialstyrelsen 2005).
Utförlig mätning
Utförlig mätning kan innehålla kontroll och bedömning av:
• operativ temperatur
• strålningstemperaturskillnad
• vertikal lufttemperaturskillnad 0,1–1,1 meter över golv
• yttemperatur på golv.
(Socialstyrelsen 2005).
46
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
Placering
Figur 1
En skiss av var i rummet sker mättningskontrollen.
Lufttemperaturen och den operativa temperaturen mäts på minst två ställen i det aktuella
rummet, dels 1 meter framför ett fönster 0,6 meter ovanför golvet, dels i ett hörn 0,6
meter från vardera väggen och 0,6 meter över golvet (ﬁgur 1). Vid klagomål mäts
temperaturen även på de platser i rummet där de klagande känner besvär.
Strålningstemperaturskillnaden bestäms 0,6 meter över golvet. Mätinstrumenten får inte
vara utsatta för direkt solljus.
Lufthastigheten och den vertikala lufttemperaturskillnaden undersöks vid samtliga
mätpunkter och genom mätning 0,1 meter och 1,1 meter över golv. Detta motsvarar fotoch huvudhöjd för en sittande person.
Givaren (glob-, kub- eller ellipstermometer) placeras 0,6 meter över golvet,
1 meter innanför fönstret. Vid vertikal temperaturskillnad mäts den operativa
temperaturen 0,1 meter och 1,1 meter över golv (Socialstyrelsen 2005).
Mättider/perioder
Mättiden varierar från mätinstrument till annat beroende på hur känslig instrumentet för
klimatvariationer för olika årstider och hur länge man behöver mätta utrymmet för att få
den mest noggranna resultatet som ligger närmast den verkliga operativa temperaturen.
Om mätningen utförs vid en extrem utetemperatur för orten så för säkerhets skull
registrerar man av utetemperaturen före och efter mätningen. Under mätperioden kan
ibland utomhustemperaturen variera mycket eller har varierat kraftigt dagarna före, så för
47
Mätsystem för operativ temperatur – test av hemtillverkade globtermometrar
säkerhetsskull mäts inomhustemperaturen under ﬂera dagar med registrerande
instrument. Man kan även mäta den två gånger med några dygns mellanrum.
Det är också viktigt att kontrollera så att låg lufttemperatur inte beror på tillfällig störning i
värmesystemet.
Kalibrering
Kalibreringsintervall varierar från ett mätinstrument till annat. I mätprotokollet är det
lämpligt att ange när och hur kalibrering har skett och hur länge kalibreringsintyget är
giltigt. När givaren är inställd (1–25 minuter beroende på instrumentets inställnings tid)
avläses värdet.
De mätningar som har gjorts, dokumenteras förslagsvis enligt protokoll, se figur 2.
Figur 2
48
Exempel på ett mätprotokoll för bedömning av inomhusklimat. (Socialstyrelsen
2005).